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直流系统培训（2014年2月）工作原理概述整流模块（ER22020/T艾默生）整流模块工作原理框图如下图所示。输入EMI交流输入PFCDC/DC整流滤波输出EMI输入检测和保护辅助电源输出检测、温度测检模块监控DC/DC控制保护直流输出CAN总线通讯整流模块工作原理框图整流模块由三相无源PFC和DC/DC两个功率部分组成。在两功率部分之外还有辅助电源以及输入、输出检测及保护电路。前级三相无源PFC电路由输入EMI和三相无源PFC组成，用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，以满足相关的输入电流谐波和EMC标准。后级的DC/DC变换器由DSP产生PWM波控制前级PFC输出的直流电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出直流电压，从而将前级整流电压转换成电力操作电源要求的稳定的直流电压。辅助电源在三相无源PFC之后，DC/DC变换器之前，利用三相无源PFC的直流输出，产生控制电路所需的各路电源。输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测功能。DC/DC的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用于DC/DC的控制和保护。CAN总线用于实现整流模块与主监控模块的通讯以及整流模块间的均流。2、外观及接口A．整流模块外观B．前面板ER22020/T系列整流模块前面板如下图所示。指示灯上键（长按2.5秒取消设置）紧固螺钉LED下键（长按2.5秒保存设置）C．一体化插座ER22020/T系列整流模块输入输出接口，整流模块侧采用金手指的形式，系统侧采用一体化插座，可热插拔，因此整流模块安装维护极为方便。一体化插座安装尺寸如下图所示，其管脚详细说明见下表。3、主要功能A．保护功能整流模块具有以下保护功能：输入过/欠压保护、输出过压保护、输出欠压告警、短路保护、缺相保护、过温保护和风扇故障告警。具体保护特性见下表。ER22020/T系列整流模块告警及保护特性项目ER22020/T备注输入过压保护点535±5Vac，恢复回差10Vac保护后无DC输出，可自恢复输入欠压保护点255±5Vac，恢复回差15Vac保护后无DC输出，可自恢复输出过压保护点硬件：330±10V保护后无DC输出，不可自恢复，需要重新上电启动软件：输出电压上限+3V四次过压锁死模式输出欠压告警小于输出电压下限，保护后有DC输出，可自恢复保护点可通过监控单元设置输出短路回缩自动限流到110％额定电流，可自恢复缺相保护自动限流到50%额定电流，可自恢复过温保护检测温度达到预设值自动保护可自恢复风扇故障告警风扇出现故障或者堵转时自动告警告警时无输出，堵转故障排除后可自恢复风扇控制采用环境温度和输出电流联合控制风扇转动的方式自动无级调速电池反接保护电池极性反接时，模块自动与电池隔离故障排除后，可自恢复B．通信功能整流模块通过CAN方式与监控单元通信，将整流模块输出电压和电流、整流模块保护和告警信息发送给监控单元。在自动方式下，接受并执行监控单元下发的控制命令。具体通信功能见下表。在手动方式下，整流模块不接受监控单元的控制，但可以上报相关信息。ER22020/T系列整流模块通信功能序号项目指标1遥信将整流模块的保护信号（交流过、欠压，缺相，输出过、欠压，整流模块过温等信号）和故障信号传递给监控单元2遥测测量整流模块的输出电压、电流，送整流模块表头显示并上报监控单元3遥控根据监控单元的命令，控制整流模块的开/关机，均/浮充转换4遥调根据监控单元的命令，调节整流模块的输出电压根据监控单元的命令，在10％～100％范围内调节整流模块的输出电流限流点4、性能参数A.输入特性见下表。ER22020/T系列整流模块输入特性项目指标输入电压260V～530V（三相三线制）输入电流≤12A交流输入频率45Hz～65Hz效率≥92.5％输入功率因数≥0.99总电流谐波含量（THDi）≤5%B．输出特性输出特性见下表。ER22020/T系列整流模块输出特性项目ER22020/T输出电压范围176V～320V额定输出电流20A最大输出电流22A（输出电压260V）电压上升时间3～8秒（软启动时间）输出恒流范围10％～110％稳流精度≤±0.5％（20％限流测试）负载电压纹波系数≤0.1％稳压精度≤±0.5％温度系数（1/℃）≤0.2‰均流不平衡度≤±5％（50％～100％额定负载）D．音响噪音：＜55dBE．绝缘电阻与绝缘强度1）绝缘电阻输入端、输出端对外壳之间以及输入对输出之间的绝缘电阻＞2MΩ（试验电压500Vdc）。2）绝缘强度加强绝缘：输入端、输出端、CAN通讯端分别短接后，在输入端与CAN通讯端，输出端与CAN通讯端分别施加4242V直流电压（或者3000V交流电压）1分钟，无击穿或飞弧现象。基本绝缘：输入端、输出端短接后，在输入/输出端与外壳之间施加2850V直流电压（或者2000V交流电压）1分钟，无击穿或飞弧现象。设备技术及性能要求变送器和传感器(1)变送器和传感器应选用国际知名品牌，应能适用于需精确测量的物理量。其输出应为4～20mA（满刻度）直流电流，负载电阻不小于750W。(2)除另有规定外，25℃时的最大允许误差应不超过满刻度的±0.25%，温度从－20℃至60℃的变化引起的误差不超过满刻度的±0.5%。交流输出脉动应不超过1%。设备的校准调节量应为满刻度的10%，从0～99%的响应时间应小于300ms。在输入、输出、外接电源（如果有的话）和外壳接地之间应有电气隔离。所有的传感器的绝缘耐压试验值应符合IEEE472SWC的试验要求。继电器(1)顺序继电器用于逻辑控制的继电器应选用国际知名品牌，且应为重载型。该继电器应根据NEMA标准有关的条款进行设计和试验。接点数量应满足逻辑控制的要求和与电站计算机监控系统连接的要求。继电器线圈能持续带规定负荷并具有耐热措施。(2)延时继电器延时继电器应为固态式，带有防尘盖和2个单极双掷接点回路并可调延时。如有规定，还应具有瞬时接点回路。指示仪表指示仪表应为4位数字式显示仪表，嵌入式，精度0.5级，盘后接线。仪表应经过校准并适合于所用的场合。我公司采用IPM智能模块化UPS/逆变电源。关于IPM智能模块化UPS/逆变电源相关的技术参数和说明，请参考投标书中的《IPM逆变电源授权书及相关资料》。IPM智能模块化UPS/逆变电源系统介绍：英格瑞德IPM智能模块化UPS/逆变电源系统，吸取了业界产品的长处，并运用独有的专利技术，形成了产品鲜明的特点：1)功能模块化：系统的功能分解成不同的功能模块：逆变模块；交流输入模块；STS模块；监控显示模块；充电模块。2)灵活组配：不同的应用场所，可以由这五种模块灵活组配而成。只有逆变模块构成的系统就是一个纯粹的逆变电源系统；增加交流输入模块，则构成了从交流到直流，再直流到交流的双变换架构；增加充电器模块，蓄电池组，STS模块则可以灵活的变身为完整的UPS电源系统。3)高频智能化：逆变模块采用高频软开关技术，体积小，效率高，损耗小，功率密度高。智能化的并联均流控制，减小了并联模块间环流，提高了模块的可靠性。4)机柜间并联设计及同步控制：内置的并联控制，可以简单的实现1+1的冗余系统或双母线系统，提高了系统的可靠性。IPM逆变模块介绍IPM逆变模块原理：IPM模块电路如上图所示，220V直流输入经高频全桥谐振变换，产生一个高频的脉冲电压，经高频变压器隔离整流滤波后，得到760V左右的直流电源，给后级的逆变电路供电，经三电平逆变电路后得到220V交流输出。该电路的特点是：1、提供了高效率的隔离变换。由于采用高频的谐振变换，使得隔离变换体积小，效率高。实现直流和交流电气隔离的同时，实现了电池防反二极管的功能。2、高效率的交流电变换电路。交流电经一个PFC整流模块得到760Vdc，然后输入到各个模块，在双电源输入模块选择交流电为主时，双电源输入模块的输出电压将高于760Vdc的电压，系统将从交流电获取能量，直流输入的隔离升压变换处于待机状态，一旦交流电掉电，系统将无扰零切换时间转到直流220V（蓄电池组）输入端获取能量，一旦交流电恢复，将再次无扰切换到交流电供电。选择直流（蓄电池组）优先时，交流电PFC输出电压稍低，系统从直流（蓄电池组）回路获取能量。3、高效率的三电平逆变提高了逆变效率，减小了变换器的体积。IPM逆变模块的特性：1、IPM逆变模块支持并联、热插拔和N+X冗余。触发开关在模块拔出和插入前会自动关断和开通电源，检修维护方便。2、IPM逆变模块支持多模块并联。系统并联容量可达80KVA，－25℃～＋55℃满负荷工作。3、纯正弦波输出，总谐波含量3.0%。输出功率因数输出功率因数0.9，适于非线性、冲击型、整流型等负载。4、在正常温度范围内非线性负载输出电流峰值比为3:15、高可靠性设计，MTBF≥600000小时。6、高效软开关变换设计，功率密度高，体积小。7、独立控制，每个模块实现自主均流、均载，具有完善的保护功能。8、智能风扇控制，噪声小，节能。9、直流输入与交流输出电气隔离设计。10、与槽架配合，可以灵活组成系统。IPM逆变模块的技术参数：IPF槽架介绍IPF槽架的原理：槽架在逆变电源系统中起到：支撑，保护，连接，通信，管理模块的作用，逆变槽架组成系统时的原理框图如下：IPF槽架特点：1、结构紧凑，外形美观大方；2、槽架采用模块化设计，系统构建灵活，扩容方便，维护简单。3、模块和槽架之间结构设计实现维护自动断电功能，保证操作人员维护时的安全；4、并机线缆连接智能检测，在线维护时可以保证正常状态的模块不受干扰，可靠运行；IPF槽架的技术参数：IPX双电源输入模块简介双电源输入模块原理：双电源输入模块完成交流转直流的PFC校正功能。输入的三相四线交流，通过Vienna整流电路进行升压PFC校正。输出为正负380Vdc的电源。双电源输入模块上有一选择开关，客户可以自行选择交流电优先或直流输入优先。当选择交流电优先时，双电源输入模块的输出电压稍高于正负380Vdc，系统将从交流电获取能量，当选择直流电优先时，双电源输入模块的输出电压稍低于正负380Vdc，系统将从直流电获取能量。双电源输入模块特点：1、热插拔模块化冗余设计，检修维护方便。2、高可靠性设计，MTBF≥600000小时。3、高效率设计，功率密度高，体积小，节能。4、独立控制，每个模块实现自主均流、均载。5、智能风扇控制，噪声小，寿命长，节能。6、三相PFC校正设计，功率因数高，谐波电流小。7、宽范围电源设计，工作电压可以到45%仍能继续工作。8、宽工作频率设计，从40~70Hz均能正常工作。9、可以灵活的配置成N+1冗余结构，提高系统可靠性。10、能自动实现故障退出和故障隔离，避免系统的宕机。11、交流输入与直流输入隔离并联，并实现交流电源和直流电源无扰切换。IPC监控管理模块简介1、热插拔模块化设计，检修维护方便。2、高可靠性设计，MTBF≥600000小时。3、大屏幕显示，大容量故障日志。4、Linux操作系统。5、采用RS485接口支持电总协议。6、采用以太网接口支持智能电网的标准协议IEC61850。7、可以实时动态显示各个模块的信息。8、实现电池的均浮充管理功能和电池的实时监测电池在线情况。9、电池的容量计算和后备时间的动态计算。10、电池共用的控制，节省客户的电池投资。11、具有多种标准接口及干结点输出接口。5.1.5微机直流系统绝缘监测装置我公司采用艾默生生产的EDU01配电监控单元（母线绝缘监测）和EGU01通用开关量检测单元（分路绝缘监测）。关于EDU01配电监控单元（母线绝缘监测）和EGU01通用开关量检测单元（分路绝缘监测）相关的技术参数和说明，请参考投标书中的《艾默生UtilitySure电源系统技术说明书》。直流型绝缘监测仪用于在线监测直流母线正负对地绝缘状况，由EDU01作主机和EGU01作从机两者构成。主机监测电力操作电源系统的正负母线绝缘情况，从机监测系统输出支路的正负绝缘情况。当投入EDU01绝缘功能时，EDU01可以监测直流母线的正负对地绝缘状况，如果有母线绝缘下降，